Изменение магнитного поля в пространстве

Красный -

Синий +

Изогоны имеют тенденцию вытянутости от севера к югу. Отклонение от этого хода выделяются в виде аномалий. Особенно выделятся восточно-азиатская аномалия. Нулевая жирная линия называется агонической линией. Изменяется значение от до . Сходятся изогоны в четырех полюсах (склонение).

Наклонение. Изоклины - линии равных значений наклонения. Изменяются в широтном направлении. Нулевая линия называется магнитным экватором. К северу увеличиваются положительные изоклины, до значений 90 на северном полюсе. К югу от экватора отрицательные изоклины по абсолютному значению увеличиваются до 90 на южном полюсе. Отклонение от нормы - аномалия.

Изодинамы горизонтальной составляющей (H) на северном полюсе равна 0, на экваторе 33000 нТл.

Изодинамы вертикальной составляющей (Z) имеют широтное распространение, на экваторе 0, на северном полюсе 66 нТл.

Скорость изменения того или иного элемента земного магнетизма изображается на картах, которые называются карты изопор.

ТЕОРИЯ МАГНИТОРАЗВЕДОЧНОЙ

АППАРАТУРЫ

Понятие о магнитах.

1. Постоянные магниты - магнит с двумя магнитными массами, отнесенные на какое-либо расстояние друг у друга.

2. Феррозонд (катушка с сердечником)

3. Ядерно-протонные

4. Квантовые магнитометры

Оптико-механические приборы

1. Первый магнитометр М-1 измерял Z, H, D

2. М-2 измеряет , работает по принципу "весов-уточка". Две пластины ромбической формы, изготовленный из кобальтового сплава ( ), соединены кубическим каркасом. На верхней грани зеркало, с боков грузики и все пронизано трехгранной призмой. Внутри магнитометра имеется 2 кварцевых подушечки.

Медные полосочки внутри - демфер. При движении магнита в медных пластинах наводятся электрические токи - токи Фуко, а они организуют новое магнитное поле, которое направлено противоположно первичному - тормозящий эффект.

Уравнения равновесия для прибора М-2.

Стрелка встает в положение равновесия благодаря равенству вращающих моментов со стороны магнитного поля и сил притяжения (или сил гравитации).

- угол наклона

- половина длины

- центр приложения силы тяжести

- расстояние

- угол между магнитной осью MN и d.

От влияния горизонтальной составляющей избавляются путем установки прибора перпендикулярно магнитному меридиану.

- вращающий момент со стороны магнитной силы.

- угол наклона

- магнитная масса

- вес тела - плечо - магнитный момент

Пусть в первоначальной точке наблюдения КП

Перешли на следующий пикет наблюдения

Определим приращение:

- цена деления прибора (количество приходящихся на 1 деление шкалы)

Влияние температуры на показание магнитометра

- магнитный момент при данной температуре

За это время магнитный момент изменяется по закону Тейлора (малых чисел).

- температурный коэффициент магнита

- скорость изменения магнитного момента с температурой

- поправка за температуру.

Приборы с крутильной нитью

М-18, М-23, М-27, М-27М

Уравнение равновесия для М-18, М-23, М-27, М-27М:

Магнит металлический, нить кварцевая.

Приборы измеряют (относительное приращение). При изменении магнитного поля, магнит наклоняется. Магнит устанавливается в положение равновесия.

- вращающий момент со стороны вертикальной составляющей

- действие вращающего момента со стороны горизонтальной составляющей

- угол наклона магнита

- азимут ориентировки магнита, угол между положением магнитного меридиана и положения магнита.

с - постоянная кварцевой нити

- угол закрутки нити

если (но никогда не будет равен 0) то

если то

Метод измерения компенсационный

Во внутрь прибора вмонтированы дополнительные магниты.

1. - магнит измерительный

2. - магнит диапазонной компенсации

3. - магнит плавной компенсации

В момент измерения поставить датчик в горизонтальное положение с помощью 1, 3 когда почти выведен.

У диапазонного магнита 8 ступеней компенсации в сторону увеличения ив сторону уменьшения (всего 16 ступеней). 1 ступень = 4300 нТл.

М-23 появился арретир - ключ к открытию или закрытию системы.

М-27 14 ступеней компенсации, должны быть измерена .

Феррозондовые магнитометры

Индукционные магнитометры

Индукционные магнитометры используются при аэромагнитной съемке, в скважинной магнитометрии, каротаже и морской магнитометрии.

Феррозонд представляет собой электрическую катушку с пермоллоивым сердечником. В пермоллое 78% Ni, 18% Fe и 3,7% Mo. Пермоллой - магнитомягкий материал в котором, благодаря переменному электромагнитному полю происходит изменение магнитной индукции.

Катушка играет роль индуктивного сопротивления. Работа индуктивного сопротивления зависит от пронизывающего потока.

Рабочие феррозонды.

1,2 - питающие катушки

3 - измерительная катушка

Феррозонд может работать по принципу пик-типа и по принципу второй гармоники.

Пик-типа.

Работа феррозонда в вакууме (без магнитного поля).

Подается переменное электрическое поле с частотой 200 Гц до полного насыщения сердечника.

В первый полупериод в первой катушке по мере насыщения сердечника ЭДС растет, достигает максимума и в этот момент резко меняет амплитуду. Во второй полупериод ЭДС растет до максимума, снова происходит спад.

Во второй катушке направление тока противоположно. Во второй полупериод происходит увеличение амплитуды. В виду суммарного сложения ЭДС в третей катушке нет.

Работа феррозонда в естественном магнитном поле земли.

Пусть имеется магнитное поле Т, направленное вверх.

В первой катушке в первый полупериод сопротивление подаваемого тока совпадает с направлением магнитного поля. Насыщение сердечника усиливается, спад произойдет раньше и глубже. Во второй полупериод внешнее магнитное поле тормозит насыщение сердечника, следовательно, спад на графике произойдет позднее и окажется небольшим.

Во второй катушке в первый полупериод происходит торможение, во второй - ускорение.

В третей катушке после сложения сигналов останется пикообразная кривая, амплитуда которой зависит от значения внешнего магнитного поля.

Данный феррозонд может измерять любой элемент земного магнетизма, в зависимости от ориентировки его оси. Основное условие: прибор требует очень большой энергии для питания.